¿Por qué el cerebro consume tanto oxígeno (en relación con su tamaño)?

La razón principal es que el cerebro está constantemente activo incluso cuando crees que no, es decir, el cerebro genera actividad espontánea continua en ausencia de estimulación sensorial (por qué nuestro cerebro ha evolucionado para estar en un estado de flujo constante y que requiere tanta energía es otra pregunta).


Las células del cerebro (neuronas y glía) requieren oxígeno para generar ATP de energía. Las neuronas constantemente reciben entrada sináptica y requieren energía para mantener sus gradientes de concentración iónica. Recuerde que una sola neurona se conecta débilmente a otras 10.000 neuronas, y cuando dispara un potencial de acción, causa despolarizaciones en la terminal postsináptica. Ese único potencial de acción probablemente le costará a otras 10.000 neuronas un poco de energía, incluso si ellas mismas no disparan potenciales de acción. El cerebro tiene millones de picos en un momento dado para que pueda ver cómo se sumarían los costos de despolarización resultantes. Además, los potenciales de acción y el ciclo del glutamato (que suceden en el 90% de las sinapsis del cerebro) también son costosos en términos de energía.

Hay que pagar un precio enérgico para que el cerebro pueda procesar rápidamente la actividad sensorial y actuar en consecuencia. Debe “desperdiciar” energía constantemente para que sea extremadamente sensible a la información externa.

Ver este artículo 2002 PNAS por Marcus Raichle y Debra Gusnard.
Evaluar el presupuesto de energía del cerebro

Un ejercicio divertido sería buscar por qué el cerebro de la tortuga requiere un oxígeno relativamente bajo en comparación con otros cerebros.

Primero, el oxígeno en sí mismo es el nutriente más importante para la vida y realmente importante para la función de la célula. Pero en nuestro cerebro que tenía un trabajo constante haciendo sinapsis que está bien hecho debido a la energía que obtiene por el oxígeno.
También es fácil de entender, mira cuál es el primer problema que tienes cuando no recibes suficiente oxígeno. Todo relacionado con enfermedades cerebrales.

Na + / K + ATPasa. Mantener el potencial de membrana en reposo es un trabajo duro.

El cerebro no puede almacenar oxígeno, de ahí la necesidad de un suministro nuevo y constante.